¡Qué pregunta tan maravillosamente macabra! ¡Esto requiere fuentes citadas!

En primer lugar, me gustaría señalar que tiene razón al notar las similitudes entre una granada y una ronda de rifle. Ambos tienen el mismo patrón general: activan algunos explosivos cerca de algún metal que va a ser acelerado por el explosivo. Entonces, si partimos de ese modelo muy simplificado, podemos cubrir tanto las similitudes como las diferencias entre los dos.

En ambos casos empezamos con una detonación . Esta es una reacción de combustión que es lo suficientemente rápida como para propagar una onda de choque frente a ella. Lo primero que podemos hacer es contrastar esto con la deflagración , donde la combustión avanza más lentamente que la velocidad del sonido. Tanto en las granadas como en las armas de fuego modernas (que utilizan un explosivo a base de nitrocelulosa normalmente llamado "pólvora sin humo"), la reacción es una detonación. Sin embargo, en armas de fuego a base de pólvora negra de épocas anteriores o granadas improvisadas de menor calidad, la reacción es una deflagración. Asumiré que estamos interesados ​​en el equipo moderno de grado militar, dada la redacción de su pregunta, por lo que si está interesado en el caso de deflagración, simplemente salte las secciones que tratan sobre las consecuencias directas de la detonación.

(Gracias a todos los comentaristas que publicaron sobre esto, tuve que investigar más y emitir una corrección. Los explosivos detonan , que se define como lo que sucede cuando una reacción de combustión se propaga más rápido que la velocidad del sonido. Los propulsores en municiones son diseñado para deflagrar , que arde con un frente de llamas que se mueve más lento que la velocidad del sonido. Mi confusión fue causada por la presencia de una bala supersónica, que claramente necesitaría ser impulsada por algo que fuera más rápido que la velocidad del sonido. La pieza me perdí fue respondido aquí: la alta temperatura de los gases en expansión aumenta la velocidad del sonido en ese medio. Además, la velocidad del sonido que importa es aparentemente la velocidad del sonido a través del material (el polvo en sí), no el aire que rodea el polvo. Esa velocidad del sonido es mucho más rápida. Los diseñadores de armas de fuego usan este "explosivo bajo" deflagrante intencionalmente, por muchas razones, incluido el hecho de que esto significa que su propulsor no puede generar las ondas de choque de un explosivo alto y, por lo tanto, no necesita ser regulado en la forma en que regulamos los explosivos altos. Puedo ir a la tienda y comprar pólvora sin humo sin hacer preguntas. Si fuera a la tienda y pidiera comprar C4, comenzarían a surgir preguntas. ¡Gracias a todos por señalar mi error!)

Cuando detonas un explosivo, creas una onda de choque. Las ondas de choque son pequeñas bestias interesantes.

Si desea omitir los siguientes párrafos sobre la física de una onda de choque, puede hacerlo. Sin embargo, me parece muy útil entender qué es realmente una onda de choque. Eso ayuda a comprender por qué la línea entre la deflagración y la detonación es tan importante.

Se requiere una onda de choque porque las leyes simplistas de la física a las que estamos acostumbrados se rompen. Normalmente decimos que la información sobre un objeto se propaga delante de él a la velocidad del sonido. Lo que esto realmente significa es que hay átomos de gas que golpean el objeto y rebotan en la dirección opuesta, viajando más rápido que el objeto mismo. Estos eventualmente chocan con otros átomos de gas, enviándolos dispersándose por delante del objeto y así sucesivamente. En circunstancias normales de todos los días, este proceso involucra tantas colisiones que podemos modelarlo estadísticamente. El resultado es que podemos hablar de "presión" de manera significativa, y podemos hablar de una "onda de presión" que se propaga por delante del objeto. Todos los objetos que se mueven por el aire tienen una onda de presión frente a ellos, aunque no siempre es evidente. Un automóvil moderno que se mueve rápidamente no tiene muchos insectos golpeando su parabrisas porque la onda de presión frente a él empuja a los insectos hacia arriba sobre el parabrisas. Es posible que un automóvil más antiguo con peor aerodinámica no genere una onda de presión suficiente para obligar al insecto a pasar por encima del automóvil, y el resultado es... bueno... desordenado.

Cuando llegamos a eventos que se mueven a la velocidad del sonido o más rápido. Mientras esto sucede, nuestro bonito modelo estadístico limpio del gas se descompone. En el modelo agradable y limpio al que estamos acostumbrados, decimos que cada región pequeña tiene una "presión" y empuja hacia afuera en todas las direcciones por igual. Esto funciona porque, sobre las distancias entre colisiones (la " longitud media del camino libre ", del orden de 68 nm), la velocidad de las partículas en ambos lados del objeto es lo suficientemente cercana como para usar distribuciones estadísticas sencillas. Sin embargo, a medida que las velocidades de las partículas se acercan a la velocidad del sonido, esto cambia. Las diferencias de velocidad se vuelven cada vez más pronunciadas hasta que no podemos barrer las diferencias debajo de la alfombra con una simple ecuación diferencial. Tenemos que dar cuenta de más de la física de partículas real en este régimen.

Si te estás saltando la lección de física, este es un buen momento para volver a unirte a la respuesta.

Entonces, ¿por qué una onda de choque es tan importante? Bueno, cuando tenemos en cuenta la física de partículas de los objetos a estas velocidades, tenemos que tener en cuenta lo que son básicamente discontinuidades en la presión (las mediciones modernas sugieren que una onda de choque tiene un grosor de unos 200 nm). La presión puede aumentar casi instantáneamente. Esto es importante porque muchos objetos, incluidos los cuerpos humanos, son muy sensibles a los cambios repentinos de presión. En condiciones normales, cambios de presión tan rápidos requerirían una enorme cantidad de energía. Sin embargo, si puede crear una onda de choque, puede crear un diferencial de presión bastante grande con un explosivo mucho más pequeño.

Entonces, ¿qué sucede cuando una onda de choque golpea el cuerpo? En su mayor parte, puede pasar libremente, pero si encontramos regiones donde la velocidad del sonido cambia drásticamente, estos cambios bruscos de presión pueden causar daños.

El efecto principal de tales ondas de choque está en los pulmones. Este efecto está dominado por el impulso de la explosión (generalmente proporcional a la integral de sobrepresión durante la duración del choque). En el caso de los pulmones, este impulso imparte una velocidad a las células que recubren los alvéolos. Debido a que son delgados, diseñados para estirarse cuando respiramos, y justo a lo largo de un límite de impedancia entre la carne y el aire, son muy susceptibles a esto. El resultado de este daño es la ruptura de los capilares de los pulmones, lo que se denomina contusión pulmonar . Esto es lo que los médicos llamarían "Malas noticias". El daño puede hacer que los alvéolos se colapsen y dejen de participar en la respiración. También puede causar edema pulmonar, llenando los pulmones de líquido y provocando asfixia.

Otros órganos llenos de gas pueden verse afectados de manera similar, pero en la literatura, el problema principal es el daño pulmonar debido a descargas.

El daño del tímpano también ocurre en respuesta a tales ondas de choque. Al ser más gruesas que las paredes de los alvéolos, responden a efectos más lentos. El daño al tímpano parece estar más asociado con la sobrepresión real que con el impulso de la onda de choque. Un tímpano perforado generalmente no es fatal, pero puede causar desorientación repentina y vértigo. Dado que uno está en un entorno donde hay granadas y/o balas voladoras, esta desorientación puede conducir a un incidente fatal poco tiempo después.

Entonces esto muestra una gran diferencia entre granadas y balas. En una bala, la onda de choque ocurre bastante lejos y tiene un impulso bastante bajo cuando llega. La onda de choque juega un papel muy pequeño. Existe el argumento de que una bala supersónica que golpea la carne puede generar sus propias ondas de choque que pueden interrumpir la actividad neuronal, conocida como choque hidrostático , pero es una teoría controvertida.

Por lo tanto, vemos una gran diferencia entre el chaleco antibalas y el traje EOD . Notaste que cubre todo el cuerpo, pero también lo cubre de otra manera. Las capas de un traje EOD también están diseñadas para redirigir y amortiguar la onda expansiva. Lo hacen utilizando capas de impedancia acústica variable. Los trajes EOD también están diseñados para proteger de otras maneras, como amortiguar la columna vertebral, de modo que es poco probable que un experto en EOD arrojado hacia atrás por una explosión sufra una lesión espinal catastrófica.

Ahora algunas granadas se detienen aquí. Las granadas de conmoción cerebral como la MK3 hacen daño con estos efectos. Una granada de fragmentación como la M67 agrega una capa de metralla metálica. Esta metralla opera como una bala. De hecho, es razonable modelar los efectos de la metralla exactamente como modelamos los efectos de las balas.

Las balas son realmente sencillas. Empuja una bala de metal a través del cuerpo de alguien y obligas a los lazos que mantienen unido su cuerpo a ceder. Si alguno de esos lazos fuera crítico, el oponente queda incapacitado.

Las balas vienen en variedades supersónicas y subsónicas. La diferencia fundamental entre ellos sería que una bala supersónica podría provocar que una onda de choque se propague por el cuerpo. Sin embargo, dado que el choque hidrostático es una teoría controvertida, podemos ignorar razonablemente esa diferencia. En cambio, podemos mirar todas las viñetas como el mismo tipo de cosas. Su daño se basa en la forma, la energía y el impulso. Naturalmente, las balas supersónicas pueden tener mucha más energía, pero aparte de eso, no son especiales.

Una bala que ingresa a una herida básicamente genera ondas (subsónicas), empujando la carne fuera del camino de la bala al igual que el aire fue empujado alrededor de nuestro parabrisas en el ejemplo del automóvil al comienzo de esta respuesta. Este efecto de empuje puede desgarrar el tejido, y esa es la causa principal del daño de una bala (o fragmento de granada).

Si las arterias, las venas o los capilares revientan, se producirá una pérdida de sangre y puede causar la muerte. El daño a los nervios puede causar parálisis de la región inervada y, obviamente, el daño al cerebro puede causar la muerte. Una bala puede romper un hueso, en cuyo caso esos músculos ya no pueden usar ese hueso de manera efectiva para crear movimiento. También puede desgarrar cosas como los tendones, que también impiden el movimiento.

Si una bala o fragmento golpea cualquier área, puede causar una infección. Este es un factor importante en las heridas abdominales. Nuestros intestinos están bastante llenos de bacterias que se mantienen seguras dentro del cuerpo de los intestinos. Si los intestinos se rompen, derramarán este material, creando un riesgo sustancial de infección.

El kevlar y/o la cerámica que se encuentran tanto en los chalecos antibalas como en los trajes EOD se centran en el tratamiento de estos objetos. Ambos materiales son muy buenos para detener objetos físicos antes de que entren en el cuerpo. Los chalecos antibalas tienen un área de cobertura más pequeña debido a las compensaciones. Aquellos que usan chalecos antibalas deben moverse rápidamente y preocuparse por minimizar la carga. Por lo tanto, los chalecos solo cubren las regiones donde la letalidad de una herida de bala justifica la carga de protegerla.

En el caso del traje EOD, la movilidad es una preocupación menor. El técnico de EOD ya está donde debe estar (que sería el lugar donde todos los demás no quieren estar). Les importa la movilidad, no me malinterpreten, pero las compensaciones para alguien que va intencionalmente al lugar equivocado son diferentes. Vale la pena para ellos tener una cobertura de cuerpo completo.

Lo que me deja con una joya de sabiduría que obtuve del cómic Schlock Mercenary , de Howard Taylor. Sus Las setenta máximas de los mercenarios máximamente efectivos incluyen dos con las que todavía tengo que encontrar un veterano o miembro en servicio activo que no esté de acuerdo, o al menos tenga que asentir con la sabiduría de todo:

2. Un sargento en movimiento supera en rango a un teniente que no sabe lo que está pasando.
3. Un técnico de artillería en una carrera muerta supera a todos.

La granada M67 contiene 180 g (6,5 oz) de explosivo de composición B.

La cantidad de explosivo en una pistola o rifle es mucho menor que eso, solo unos pocos gramos.

De ello se deduce que, cerca de la explosión, el daño de una granada proviene tanto de los fragmentos expulsados ​​en todas las direcciones como de la onda de choque producida por la explosión.

Cuando una onda acústica se propaga a través de diferentes medios, la cantidad de energía transmitida depende de la diferencia relativa en la impedancia acústica entre los dos medios: cuanto más cerca están (es decir, agua-carne), mejor se transmite la energía, de lo contrario (es decir, aire-carne ) se refleja en mayor cantidad.

El cuerpo humano está hecho principalmente de carne, pero también tiene algunos lugares huecos, como los intestinos, los pulmones y el estómago. La interfase entre estos y la carne se puede aproximar, desde un punto de vista acústico, a una interfase entre aire y líquido.

La explosión ocurre en el aire, y cuando la onda de choque incide sobre el cuerpo, se refleja principalmente. Pero la cantidad que se transmite a través del cuerpo quedará básicamente atrapada entre la capa exterior (la piel) y la capa interior (pulmones, estómago, intestino), causando estragos allí.

Esto explica por qué las explosiones son mucho más letales en el agua que en el aire (hay menos energía reflejada en la piel), y por qué el efecto de la onda de choque es más significativo cuanto más cerca está el objetivo del punto de explosión (la intensidad se atenúa). con el cuadrado de la distancia).

Por cierto, esta es también la razón por la que a quien se le realiza una ecografía se le unta gel en el punto donde se realiza la exploración: para mejorar el acoplamiento acústico entre el escáner y el cuerpo.

La onda de choque de una granada de fragmentación es insignificante. Una granada de conmoción cerebral, que tiene pocos fragmentos y que está especializada para matar directamente a través de una sobrepresión explosiva, tiene solo un radio de destrucción de 2 m ( https://en.wikipedia.org/wiki/Grenade#High_Explosive_(Offensive) . Una granada de fragmentación tiene menos explosivos que eso, y causaría muy poco daño directo a través de la sobrepresión explosiva. Son los fragmentos los que causan daño. Realmente no hay más en esto que detener todos los fragmentos. La explosión de una granada no es un evento particularmente impresionante. una bocanada de humo oscuro y una explosión, no una gran explosión.

Parece que hay dos conceptos erróneos sobre la armadura corporal en su publicación.

1. Los técnicos de EOD no necesariamente usan una mejor armadura que los soldados regulares. La mayoría de los soldados en las fuerzas armadas modernas usan chalecos antibalas duros hechos de compuestos cerámicos avanzados sobre sus torsos, no chalecos de kevlar. El kevlar y otros tipos de chalecos antibalas suaves, similares a telas, solo pueden detener de manera confiable rondas de calibre de pistola y no son de mucha utilidad en el campo de batalla. Los trajes EOD están hechos de muchas capas de espuma, plástico y chalecos antibalas blandos. Absorben explosiones y fragmentos de manera eficiente, pero no necesariamente son mejores contra balas u otros proyectiles cinéticos (depende de si incluyen componentes cerámicos).

2. Los técnicos de EOD no solo persiguen granadas de mano. Muchas de las amenazas a las que se enfrentan son bombas mucho más grandes que necesitan más protección, por lo que llevan más armadura protectora. Incluso si solo tuvieran que lidiar con granadas de mano, probablemente todavía usarían su armadura especial. La mayoría de las tropas regulares en la actualidad ven poco o ningún combate, e incluso las tropas de combate manejan granadas de manera irregular. Para ellos, cubrir todas las extremidades y la cabeza con una armadura restringiría el movimiento y la respiración. Sin embargo, los técnicos de EOD manejan explosivos todo el tiempo y esperan hacerlo, por lo que usan armadura para estar preparados. (En realidad, por lo que he leído, los técnicos de EOD generalmente intentan disparar bombas con rifles antimaterial o desarmarlos con robots a menos que sea absolutamente necesario).

Cuando llegas a eso, tanto un arma como una granada te matan con la aplicación del mismo atributo;

energía _

La diferencia está sólo en la forma de esa energía. Las armas disparan una bala en una dirección específica, lo que significa que la energía (en este caso, cinética) se aplica en un foco muy estrecho y preciso. En efecto, una bala aplica mucha energía cinética en una ventana de efecto muy pequeña . Eso significa que puede estar parado cerca de un arma que se está disparando, pero si no está mirando el extremo del cañón, simplemente no lo afectará en absoluto.

Esta es una simplificación; puede (por ejemplo) ser golpeado por la eyección de la carcasa, y hay algo de calor residual como resultado del disparo de la bala, pero es la energía cinética de la bala lo que realmente cuenta en términos de daño terminal.

Una granada, por otro lado, es lo que llamamos un arma de área de efecto . No concentra la energía cinética, sino que la distribuye radialmente. Una granada de fragmentación recibe su nombre de los fragmentos de metal y otros desechos que se lanzan desde el punto de explosión.

Las explosiones radiales causan daños en todas las direcciones, pero el alcance del efecto se reduce considerablemente. Las granadas, que no requieren balas y otros, también son capaces de almacenar más energía cinética potencial que una sola bala, pero la mayor parte se dirigirá a lugares donde el enemigo no lo hace.

La diferencia entre los dos es que una bala crea un impacto masivo a lo largo de una línea direccional muy específica y en un rango mucho más largo; una granada puede liberar más energía en general, pero en un rango mucho más pequeño debido a la distribución radial de esa energía.

Entonces; si estás parado justo al lado de una granada cuando estalla y lanza metralla por todo el lugar, sería como ser alcanzado por un disparo de escopeta a quemarropa; los chalecos antibalas y otros estarán a la orden del día para tener alguna esperanza de supervivencia. Pero, cuanto más lejos esté, mayores serán las posibilidades de su supervivencia en comparación con una bala disparada por un arma.

No tengo cifras exactas sobre mí, pero a muy corta distancia, las granadas probablemente tendrán una liberación de energía cinética similar a la que uno podría esperar de una bala en rangos mucho más lejanos. Una granada puede contener (digamos) suficiente carga para caber en 50 balas, y la fragmentación de la carcasa significa que te enfrentas a un buen porcentaje de eso a muy corta distancia. Pero el patrón de dispersión omnidireccional de esa energía significa que la compensación es que la carga se usa de manera muy ineficiente, a menos que tu enemigo haya rodeado la granada en las tres dimensiones con una proximidad muy cercana. Es por eso que a menudo se usan para despejar nidos de ametralladoras, trincheras y otras posiciones fortificadas en lugar de usarse en un campo de batalla abierto donde las personas están más dispersas y son más capaces de evitar el dispositivo cuando lo ven.

En última instancia, la clave para recordar es que el patrón de dispersión radial significa que la energía se disipa a una velocidad proporcional al cubo de la distancia desde la explosión con granadas, lo que significa que son estrictamente un arma de corto alcance, que se despliega mejor en espacios reducidos y cerrados. que contiene sólo combatientes enemigos.

Las armas, por otro lado, son una interfaz de apuntar y hacer clic diseñada para funcionar a distancia, pero solo en la dirección que especifique.

Se podría decir que una granada te mata de la misma manera que te mata una caída sobre una superficie lo suficientemente dura. La (breve pero) fuerte fuerza de la explosión/impacto en el piso puede deformar el cuerpo hasta el punto en que los huesos se rompen y/o los órganos experimentan una aceleración lo suficientemente grande como para destruir el tejido. Además, la onda de choque puede viajar a través del cuerpo y causar daños en lugares que no reciben el impacto directo. Este es un efecto que también se observa con los proyectiles (algunos más que otros): una bala no es como una pequeña varilla que atraviesa lentamente el cuerpo, sino que también provoca ondas de choque a lo largo de su trayectoria a través del tejido. Estas ondas de choque pueden afectar un canal mucho más amplio que el propio proyectil. Podría ser alcanzado por una bala de 9 mm pero tener un "túnel" de tejido destruido alrededor de la trayectoria de varias veces ese diámetro.

Luego, por supuesto, hay causas indirectas de muerte: incluso cuando la explosión o el proyectil no lo matan instantáneamente, los tejidos, los órganos y los vasos sanguíneos pueden dañarse y provocar que se desangre o muera por algún tipo de falla orgánica dentro de algún tiempo. después del evento.

Entonces, supongo que la principal diferencia es realmente, como dijiste, que un proyectil funciona perforando el cuerpo mientras que una explosión funciona mediante una aceleración masiva de grandes partes del cuerpo.

Esa es también una de las razones por las que el escuadrón antibombas usa una armadura tan pesada como sea práctico: una gran masa puede absorber más energía para una aceleración dada . Por lo tanto, cuanto más pesada sea la armadura, más lento se moverá y golpeará tu cuerpo en respuesta a una explosión.

(La secuencia de eventos aquí es la detonación -> la onda de choque golpea la armadura -> parte de la energía se refleja, parte se absorbe -> debido a la energía absorbida, la armadura comienza a moverse -> la armadura impacta en la superficie de su cuerpo -> se aplica fuerza a su cuerpo Cuanto más lenta es la armadura, menos fuerza máxima se aplica a su cuerpo).

Todo depende de cómo uses ambas herramientas. Por ejemplo, es mucho más difícil matar a alguien con una granada que con un rifle.

Bien, entonces una respuesta rápida y simple que podría ayudar. Como alguien que es ex ejército (Reino Unido) y trabajó tanto en la industria aeroespacial como para una empresa de pruebas civil, he visto algunas cosas diferentes.

La forma en que la bala funciona en el cuerpo depende de la forma de la ronda, así como de su calibre. Hay una gran cantidad de otros factores, pero lo mantendremos simple.

Una ronda de 5,56 mm que dispara el rifle principal del Reino Unido no fue diseñada para matar, puede hacerlo, pero esa no es su función principal, fue diseñada para herir. La razón principal de esto se debe a los números, se necesitan de 1 a 2 personas para cuidar a una persona lesionada. De esta manera, en realidad creas menos bajas.

El proyectil 7.62, que es un proyectil estándar de la OTAN, es mucho más pesado y, por lo tanto, crea una herida más devastadora y es más probable que mate.

Dependiendo de la entrada/velocidad de las balas redondas, pueden pasar directamente, disminuir la velocidad y detenerse en el cuerpo e incluso pueden rebotar en el hueso y terminar en una parte diferente del cuerpo o salir en una parte diferente.

Hay muchos tipos diferentes de balas y todas tienen diferentes efectos, una punta hueca tiene un poder enorme y, debido a su forma, se convierte en hongo y tiene un efecto devastador (la bala de pistola de defensa doméstica número 1 de EE. UU.) pero lo es, en velocidades de bala. , bastante más lento. Hay rondas de fragmentación que esencialmente se rompen y crean metralla dentro del cuerpo.

En cuanto a las granadas, no son solo los escombros los que matan, si estás lo suficientemente cerca, la onda de presión en sí misma puede matar. Piense en todas las películas en las que se arroja una granada a un lago y de repente los peces comienzan a flotar. Generalmente, estos son asesinados por una onda de presión en lugar de la metralla de la granada real.

No militar, pero como artista marcial a largo plazo con gustos militares de ciencia ficción, soy muy leído.

Una cosa que he leído sobre la elección de armas en el combate amplio es que a veces se trata de infligir una muerte lenta : quieres que los soldados enemigos se ocupen de sus propios heridos en lugar de muertes limpias. Las granadas de fragmentación son particularmente eficaces para generar lesiones que requieren un tratamiento prolongado debido a la inserción de muchos fragmentos pequeños. Entonces, otra forma en que matan es la muerte lenta a través de una infección/sangrado.

Lo que no noté en las respuestas anteriores es la discusión sobre la velocidad de los fragmentos .

Este documento de velocidad explosiva , citado en la respuesta de Quora a ¿Los fragmentos de una granada viajan más rápido que una bala? pone la velocidad justo en el medio.

Una búsqueda rápida basada en la velocidad inicial de un fragmento perfectamente esférico del explosivo de composición-b de una granada de fragmentación estadounidense M-61 arrojó 480 metros por segundo. Esto es más alto que la velocidad inicial de la mayoría de los cartuchos de pistola: los cartuchos .45 ACP y Parabellum de 9x19 mm de los cañones de la longitud de una pistola caen entre un 10 y un 30 % por debajo de esto, incluidas las variantes +P y +P+, y entre un 50 y un 60 % de un 5,56. Cartucho de la OTAN disparado desde un cañón del tamaño de un rifle.

Por lo tanto, puede considerar una granada de fragmentación de cerca como un montón de pequeños impactos de bala de rango medio más un frente explosivo en general.

Habiendo leído su spoiler, eso le da algunas cosas interesantes a considerar sobre cómo responder a múltiples impactos e impactos puntuales distribuidos y enfocados frente a uno grande ;-)